پلی اتیلن تا سال 1955 فقط در فشار خیلی زیاد تهیه میشد تا اینکه در این سال دانشمند آلمانی بنام زیگلر ZIGLER و پس از او دانشمند ایتالیایی به نام ناتا NATTA موفق به کشف کاتالیزوری شدند که به کمک آن و بدون فشار خیلی زیاد پلی اتیلن تهیه کردند.در ادامه به خروجی این محصول که در صنعت لوله و اتصالات بیشترین کاربرد را لوله پلی اتیلن دارد به اختصار توضیح داده شده است. در طی سالها روشهای مختلفی برای تهیه پلی اتیلن با شاخه های جانبی کوتاه ابداع شد. اولین بار این روشها توسط کمپانی دوپون کانادا DUPONT CANADA و فیلیپس در سال 1950 اجرا شدند.

مواد اولیه پلی اتیلن

برای تهیه پلی اتیلن نیاز به اتیلن می باشد که از هیدروکربن های موجود در نفت و یا گاز طبیعی بدست می آید.

طرز تهیه پلی اتیلن

در حال حاضر روشهای مختلفی برای تهیه پلی اتیلن وجود دارد که مشهورترین آنها روش فشار خیلی زیاد برای تهیه پلی اتیلن به سبک و روش زیگلر ، روش فیلیپس و روش استاندارد اویل برای تهیه پلی اتیلن سنگین و روش یونیون کاربید برای تولید لوله پلی اتیلن خطی می باشد.

به اختصار یکی از روشهای مرسوم که به نام روش فشار بالا می باشد در زیبر آمده است:

برای تهیه پلی اتیلن سبک که وزن مخصوص آن حدود 92/. می باشد اتیلن را در دمایی حدود 100 الی 300 درجه سانتی گراد و در فشاری حدود 500 الی 3000 اتمسفر و در حضور یک پراکسید مانند ازودی ایزویوتیر و نیتریل و یغا پراکسید بنزوئیل و یا اکسیژن که بنظر میرسد در حین فعل و انفعالات تبدیل به پراکسید می شود بعنوان شروع کننده فعل و انفعال در داخل راکتور مخصوص پلیمریزه مینمایند. این فعل و انفعال حرارت زا بوده و طراحی راکتور باید طوری باشد که بتوان درجه حرارت راکتور را درتمام سطوح کاتالیزور یکسان نگاه دارد. حفظ شرایط راکتور از هر نظر بسیار مهم است یخصوص اینکه تغییرات دما و خصوصا فشار در وزن مولکولی پلیمر بدست آمده است.

پلیمر بدست آمده همراه با مقداری اتیلن پلیمریزه نشده از راکتور خارج شده و در ظرفی از یکدیگر جدا میشود. اتیلن پس از تصفیه به راکتور بازگردانده میشود و پلیمر در دستگاهی بصورت دانه های ریز درآمده و پس از خشک شدن بسته بندی میشود.

خواص پلی اتیلن

خواص پلی اتیلن به میزان شاخه های مولکولی در پلیمر خطی بستگی دارد و این میزان با روشهای تهیه در رابطه می باشد. معمولا هرچه میزان شاخه های مولکولی در پلیمر بیشتر باشد وزن مخصوص ، نقطه ذوب و سختی پلیمر کمتر و نفوذ گاز و بخار در آن بیشتر است.

وزن مخصوص پلی اتیلن حدود 0/925 - 0/910 ، وزن مخصوص پلی اتیلن خطی حدود 0/940 - 0/925 و وزن مخصوص پلی اتیلن سنگین حدود 0/965 - 0/941 می باشد.

قابلیت جذب رطوبت توسط انواع پلی ایتلن از 15% وزنی تا 1% وزنی می باشد. نقطه ذوب پلی اتیلن سبک حدود 110 درجه سانتی گراد و نقطه ذوب پلی اتیلن سنگین حدود 135 درجه سانتی گراد می باشد.

محلولهای شیمیایی ، اسید ها و قلیایی ها در حرارت معمولی روی پلی اتیلن بی اثر هستند، این پلیمر در مجاورت اسید های بسیار قوی و اکسید کننده شکننده خواهند بود. اصولا می توان گفت که مقاومت پلی اتیلن در برابر این نوع مواد با ازدیاد وزن مخصوص بیشتر می شود.

خروجی پلی اتیلن در لوله و اتصالات

لوله پلی اتیلن تک جداره

  لوله های پلی اتیلنی با چگالی بالا انتخاب مناسبی برای كاربردهای دریایی می باشند. به طوركلی دوام و مقاومت بالا به همراه روش های ابداعی و مقرون به صرفه نصب ، كه عملیات را تسهیل كرده اند ، دلایل قانع كننده ای جهت استفاده از این لوله ها برای سیستم های تخلیه سیال ، ساختارهای آبگیری از دریا ، عبور دادن آبهای آشامیدنی و بهداشتی از بستر و كاربردهای موقت دیگر در دریا میباشند. سیستم جوشكاری قابل اعتماد لب به لب برای اتصال قطعه لوله های پلی اتیلنی به هم، كه با دسترسی به دامنه وسیعی از اتصالات مكانیكی تكمیل می گردد، دست مهندس طراح را برای انتخاب یك سیستم اتصال بدون نشت باز می گذارد.برای دریافت جدول وزنی لوله پلی اتیلن به سایت لوله مارکت مراجعه کنید. این سیستم اتصال همچنین امكان نصب مقرون به صرفه طول های بلندی از خط لوله با روش شناورسازی و فروبری را میدهد.
در این مقاله روش نصب شناورسازی و فروبری، كه در اغلب اوقات برای نصب لوله های پلی اتیلنی در دریا استفاده میشود، شرح داده شد. بر اساس شرایط هر پروژه، ممكن است نیاز به بررسی های دقیقتر و كاربرد روش های مناسب آن پروژه شود . لیكن در هر صورت اصول كلی نصب كه برای روش شناورسازی و فروبری در این گزارش ذكر شد، برای هر روش دیگری صادق است.

روش تولید اکستروژن بوده و لوله پلی اتیلن توسط یک دستگاه خطی اکستروژن تولید میشود.
لوله تک جداره پلی اتیلن همانگونه که از اسمش پیداست بصورت یک لایه و یک پارچه بوده و در یک مرحله تولید میشود.

مزایای این لوله ها مقاومت داخلی بالا و مقاومت خمشی زیاد می باشد و با توجه به نوع اتصال لب به لب در آنها انجام میگیرد، از نظر اتصال نیز مزیت دارد. عیب اساسی آنها عدم امکان تولید در سایزهای بالا می باشد.

منهول پلی اتیلن

جنس پلی اتیلن بسیار سخت است. پلی اتیلن میتواند خم شود و انعطاف پذیری بالایی داشته باشد.و این خصوصیات باعث شده تا نشست بسیار کنتر نسبت به مواد دیگر و عمر طولانی تری داشته باشد.درب های پلی اتیلن نیز بسیار سبک و نصب بسیار آسانی دارد.در روند تولید میتواند بسیار انعطاف پذیر باشد و منهول پلی اتیلن به درستی در طول لوله قرار بگیرد و ورودی ها به وسیله جوش پلی اتیلن آزاد شوند.

لوله کاروگیت

لوله های دوجداره پلی اتیلن با همان لوله های کاروگیت همانطور که در تصویر میبینید به لوله هایی گفته میشود که دارای دو جداره ، یکی بیرونی با شکل ظاهری موجدار و یا به عبارتی حلقه حلقه و یکی لایه درونی لوله که دارای سطحی صاف میباشد که جهت عبور سیالات با ماهیتهای فاضلابی اسیدی و بازی و پسابهای صنعتی مورد استفاده قرار میگیرند لوله های کاروگیت فشار بار داخلی ندارند یعنی سیال در حال عبور از داخل این لوله ها دارای فشار بار داخلی نیست و این لوله ها عملا به عنوان یک جوی زیر زمینی وظیفه انتقال سیالات مایع را به عهده دارند .لوله های کاروگیت دارای یک سطح بیرونی نیز میباشند که به صورت حلقه حلقه و دارای استحکام بالا یی میباشند و کلیه فشارهای سطحی و زیر سطحی اعم از بار زنده و مرده را در زیر سطح زمین متحمل میشوند و علت این حلقه حلقه شدن سطح لوله به دلیل استحکام بخشی به لوله میباشد . لوله های کاروگیت در سه بخش فشاری دسته بندی میگردند (منظور از فشار ،فشار بار خارجی است) که به ترتیب عبارتند از ۱۶ /۳۱٫۵/۶۴ کیلونیوتن که هرکدام مصرف خاصی به لحاظ نوع سطح خاک فشار بار سطحی و زیر سطحی دارند .امروزه ما لوله های کاروگیت را به این صورت در دنیای خود و در روزمرگی در خیابانها و کوچه ها میبینیم با داخلی زرد رنگ و سط مقطعی برنگ سیاه .